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供配電技術中的無功補償與節能降耗
閱讀：1956發布時間：2016-8-26
基于無功補償技術的原理，在供配電系統選擇并使用了無功補償。闡述了選礦廠生產設備在使用無功補償裝置后，提高了功率因數，節約了電能，供電穩定可靠 。
引 言：
絕大多數工業企業用電設備屬感性負荷，運行時會吸收大量無功功率，降低 系統電壓和功率因數，增加線路損耗、降低供電能力。
某限公司選礦廠內一些大型設備為變頻控制 ，使用了大功率變頻器。變頻器為非線性負載， 產生大量諧波電流，造成電網及配電系統不穩定， 為解決供配電存在的隱患在供配電系統應用了無功補償技術，以提高供配電質量，保證生產順利。
無功補償原理
當電網電壓的波形為正弦波，且電壓與電流同相位時，電阻性電氣設備如白熾燈、電熱器等從電網上獲得的功率 P 等于電壓 U 和電流 I 的乘積， 即： P=U×I。電感性電氣設備如電動機和變壓器等由于在運行時需要建立磁場，此時所消耗的 能量不能轉化為有功功率，故被稱為無功功率 Q。此時電流滯后電壓一個角度 φ。 在選擇變配電設備時所根據的是視在功率 S，即有功功率和無功功率的矢量和：S =(P2 + Q2)1/2。無功功率為：Q=(S2 - P2)1/2
有功功率與視在功率的比值為功率因數：cosφ=P/S
無功功率的傳輸加重了電網負荷，使電網損耗增加，系統電壓下降。故需對 其進行就近和就地補償。并聯電容器可補償或平衡電氣設備的感性無功功率。當容性無功功率 QC 等于感性無功功率 QL 時，電網只傳輸有功功率 P。
無功補償形式
無功補償分集中補償、分散補償和就地補償三種。集中補償方式所用電容器 組的容量較分組補償或就地補償小， 利用率更高， 但未對變、配電所各饋線補償，僅減輕了電網的無功負荷。分散補償方式中的電容器組的利用率較就地補償高，因此總的需要量較就地補償小，是一種經濟合理的補償方式。
補償容量的確定
電網里輸、變、配電設備和電力用戶消耗的無功功率損耗約各占一半，為減 少消耗，須減少無功在電網里的流動。是從用戶開始增加無功補償，提高用 戶負荷的功率因數，可減少發電機無功出力和輸、變、配電設備中的無功電力消 耗，從而降低損耗。按式 Qc= P 計算補償的無功功率容量Q，式中P 為zui大負荷日平均有功功率分別為裝設補償裝置前后功率因數實測值。
無功補償有利于降低系統的能耗
無功補償常遇到的問題和解決辦法分析
在實際工作中，無功補償工作還遇到如下問題： 1、電容器損壞頻繁。 2、電容器外熔斷器在投切電容器組及運行中常發生熔斷。3、電容器組經常投入使用率低。
針對上述情況我們分析可能存在的原因如下：1、電容器損壞主要原因由于 在選擇電壓等級時沒有考慮諧波背景的影響，造成所選擇的電壓等級偏低，長期運行電容器將容易損壞。2、電容器外熔斷器經常發生熔斷，主要是合閘涌流對 熔斷器的沖擊或者熔斷器額定電流的選擇偏小造成的， 或是不同電抗率組別的電容器組投切順序不當所致。3、電容器投入使用率低主要是由于在電容器容量選 擇及分配不當造成的。
結 語
可見，在電網中加裝適當容量的無功補償電容器，可以提高功率因數;而提 高功率因數又可以降低電網的電能損耗，從而帶來很大的經濟效益。工業企業供 用電系統存在很大的節能潛力，采用集中和分散相結合、高壓和低壓相結合無功 補償是用電、節能降耗的有效方法。
引 言：
絕大多數工業企業用電設備屬感性負荷，運行時會吸收大量無功功率，降低 系統電壓和功率因數，增加線路損耗、降低供電能力。
某限公司選礦廠內一些大型設備為變頻控制 ，使用了大功率變頻器。變頻器為非線性負載， 產生大量諧波電流，造成電網及配電系統不穩定， 為解決供配電存在的隱患在供配電系統應用了無功補償技術，以提高供配電質量，保證生產順利。
無功補償原理
當電網電壓的波形為正弦波，且電壓與電流同相位時，電阻性電氣設備如白熾燈、電熱器等從電網上獲得的功率 P 等于電壓 U 和電流 I 的乘積， 即： P=U×I。電感性電氣設備如電動機和變壓器等由于在運行時需要建立磁場，此時所消耗的 能量不能轉化為有功功率，故被稱為無功功率 Q。此時電流滯后電壓一個角度 φ。 在選擇變配電設備時所根據的是視在功率 S，即有功功率和無功功率的矢量和：S =(P2 + Q2)1/2。無功功率為：Q=(S2 - P2)1/2
有功功率與視在功率的比值為功率因數：cosφ=P/S
無功功率的傳輸加重了電網負荷，使電網損耗增加，系統電壓下降。故需對 其進行就近和就地補償。并聯電容器可補償或平衡電氣設備的感性無功功率。當容性無功功率 QC 等于感性無功功率 QL 時，電網只傳輸有功功率 P。
無功補償形式
無功補償分集中補償、分散補償和就地補償三種。集中補償方式所用電容器 組的容量較分組補償或就地補償小， 利用率更高， 但未對變、配電所各饋線補償，僅減輕了電網的無功負荷。分散補償方式中的電容器組的利用率較就地補償高，因此總的需要量較就地補償小，是一種經濟合理的補償方式。
補償容量的確定
電網里輸、變、配電設備和電力用戶消耗的無功功率損耗約各占一半，為減 少消耗，須減少無功在電網里的流動。是從用戶開始增加無功補償，提高用 戶負荷的功率因數，可減少發電機無功出力和輸、變、配電設備中的無功電力消 耗，從而降低損耗。按式 Qc= P 計算補償的無功功率容量Q，式中P 為zui大負荷日平均有功功率分別為裝設補償裝置前后功率因數實測值。
無功補償有利于降低系統的能耗
無功補償常遇到的問題和解決辦法分析
在實際工作中，無功補償工作還遇到如下問題： 1、電容器損壞頻繁。 2、電容器外熔斷器在投切電容器組及運行中常發生熔斷。3、電容器組經常投入使用率低。
針對上述情況我們分析可能存在的原因如下：1、電容器損壞主要原因由于 在選擇電壓等級時沒有考慮諧波背景的影響，造成所選擇的電壓等級偏低，長期運行電容器將容易損壞。2、電容器外熔斷器經常發生熔斷，主要是合閘涌流對 熔斷器的沖擊或者熔斷器額定電流的選擇偏小造成的， 或是不同電抗率組別的電容器組投切順序不當所致。3、電容器投入使用率低主要是由于在電容器容量選 擇及分配不當造成的。
結 語
可見，在電網中加裝適當容量的無功補償電容器，可以提高功率因數;而提 高功率因數又可以降低電網的電能損耗，從而帶來很大的經濟效益。工業企業供 用電系統存在很大的節能潛力，采用集中和分散相結合、高壓和低壓相結合無功 補償是用電、節能降耗的有效方法。
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